中国桔梗PgF3′5′H基因的克隆及表达分析

利用RT-PCR结合RACE技术,从中国桔梗(Platycodon grandiflorus)花朵中分离克隆了1个类黄酮-3′,5′-羟基化酶(flavonoid-3′,5′-hydroxylase,F3′5′H)基因的全长cDNA序列,命名为PgF3′5′H(GenBank登录号JQ403611)。PgF3′5′H基因全长1 787bp,包含1个编码532个氨基酸长为1 599bp的开放阅读框。蛋白序列比对显示,PgF3′5′H基因蛋白与其他物种的F3′5′H蛋白有很高的相似性,包含有CYP基序、Ⅰ螺旋区和血红素结合区等保守性序列,以及一段类似于风铃草F3′5′H蛋白的9个氨基酸的特殊区。半定量RT-PCR结果显示,PgF3′5′H的表达量随着花朵发育和花色素的出现而呈递增趋势,在花发育第四阶段的蓝色花蕾中达到最高,而在叶中不表达。研究推测,PgF3′5′H基因可能在中国桔梗蓝色花色素的生化合成途径中起重要作用。     

鹤望兰类黄酮3′,5′-羟化酶基因SrF3′5′H的克隆及表达分析

采用RT-PCR和RACE方法从鹤望兰黄色花萼中克隆到类黄酮生物合成途径关键基因SrF3′5′H。该cDNA全长1 766 bp,具有完整的开放阅读框（ORF）,共1 509个碱基,编码503个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,SrF3′5′H编码的氨基酸序列与已报道的其他植物的F3′5′H蛋白具有很高的同源性。系统进化树分析显示,鹤望兰SrF3′5′H与非洲紫罗兰蛋白亲缘关系较近。应用半定量PCR分析表明,SrF3′5′H在始花期转录水平达到最高,且在蓝色花瓣中表达最高,在黄色花萼中几乎没有表达。     

紫色马铃薯类黄酮3，′5′-羟化酶基因（StF3′5′H）的克隆及分析

类黄酮3′,5′羟-化酶（ flavonoid 3′,5′-hydroxylase, F3′5′H）是植物花青素生物合成途径中的一个关键酶,紫色土豆（ Solanum tueb or sum） F3′5′H基因的克隆将为花青素合成调控和花青素代谢工程研究提供优质基因资源。研究采用RACE技术克隆了紫色土豆F3′5′H基因的cDNA全长序列,用生物信息学方法对其核苷酸和蛋白质序列进行了分析,并用半定量PCR 技术分析了F3′5′H基因在不同组织中的表达情况,同时研究了赤霉素和蔗糖处理后F3′5′H基因表达与花青素积累之间的相关性。研究结果表明,克隆的紫色土豆F3′5′H的cDNA全长为1854 bp,包含一个1530 bp的完整ORF,共编码509个氨基酸。生物信息学分析表明,StF3′5′H基因推测编码的氨基酸序列与其它植物的F3′5′H蛋白的相似性很高。 StF3′5′H基因的表达具有组织特异性,在紫色土豆根、茎和叶柄中都有表达,其中在叶柄中表达最强,而在块茎、叶轴和叶片中几乎检测不到StF3′5′H基因的表达。赤霉素和蔗糖能促进紫色土豆StF3′5′H基因的表达,进而促进花青素的积累。     

无籽刺梨(Rosa kweichonensis var.sterilis)RksAGL基因克隆及表达分析

以无籽刺梨(Rosa kweichonensis var.sterilis)花芽提取的RNA为模板,采用同源克隆结合RACE技术克隆得到无籽刺梨AGL基因的c DNA全长,命名为Rks AGL。序列分析表明,c DNA全长1 089 bp,开放阅读框长度为747 bp,可编码248个氨基酸。编码蛋白分子质量预测为28.56 k D,等电点为9.40,无信号肽序列。分析表明,Rks AGL基因属于MADS-box基因家族C类基因,其编码的蛋白与其它植物AGAMOUS类蛋白具有较高的同源性。实时定量PCR分析表明,RksAGL基因仅在雄蕊和心皮中表达,在萼片和花瓣中不表达     

蓝粒小麦花青素合成途径中的查尔酮合酶基因和类黄酮3′5′-羟化酶基因3′末端的克隆和表达分析

采用RT-PCR和RACE方法从蓝粒小麦(Triticum aestivum L.×Thinopyrum ponticum(Podp.)Z.W.Liu et R.R.-C. Wang)发育种子中克隆到两个查尔酮合酶基因(TaCHS.t1,TaCHS.w1),分别编码394个氨基酸,二者核苷酸和氨基酸序列的同源性分别为96.0%和98.9%;而且克隆到一个类黄酮3′5′-羟化酶基因(F3′5′H)3′-末端.分别从长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum(Podp.)Z.W.Liu et R.R.-C.Wang)、蓝粒小麦、白粒小麦和中国春基因组中分离到查尔酮合酶基因(CHS)的全长序列(ThpCHS.tg,TaCHS.bg,TaCHS.wg,TaCHS.csg),它们的核苷酸序列之间具有很高的同源性,且均含有一个内含子(intron),序列差异主要在内含子.通过DNA序列比较,发现一个CHS与亲本之一的长穗偃麦草基因组同源性达100%,一个CHS与另一白粒亲本基因组同源性达99%,表明来自于父、母本的CHS在蓝粒发育的种子中均表达.Southern杂交结果表明CHS在小麦中的拷贝数至少有4个,不同颜色的蓝粒小麦、白粒小麦间拷贝数基本一致,但都与长穗偃麦草有差异,根据以上结果初步判定CHS在蓝粒小麦中属于一个多基因家族.Reverse Northern分析表明CHS在开花后15 d发育的蓝粒小麦中具有较强的表达;花后21 d F3′5′H和DFR的转录本积累显著高于CHS,基本上检测不到CHS的表达.这三个基因在蓝粒小麦中的表达顺序与其他植物花青素合成途径中的基因表达次序一致:CHS先于F3′5′H,F3′5′H先于DFR.实验还表明F3′5′H和DFR在幼叶中表达也较强,CHS仅在发育种子中表达,具有组织特异性.花后21 d,F3′5′H在白粒、蓝粒小麦和中国春种子中均强烈表达,蓝粒小麦CHS和DFR转录本比白粒小麦多.因此,认为在蓝粒小麦中存在花青素生物合成途径,在蓝色色素形成过程中,该途径中的结构基因受到调节基因的调控.     

苦荞黄烷酮3-羟化酶基因F3H的克隆及序列分析

为提高黄酮代谢途径中的关键酶活性,增加苦荞黄酮类化合物的合成量,根据已知植物的F3H基因同源序列,采用RT-PCR和RACE结合的方法,克隆了苦荞黄酮代谢途径中关键酶基因F3H,命名为FtF3H(GenBank登录号:FJ456858)。序列分析结果表明,FtF3H基因长1369bp,编码367个氨基酸,该氨基酸序列及其cDNA序列与葡萄、牵牛F3H等的同源性约80%。二级结构预测表明,随机卷曲是FtF3H蛋白最大量的结构元件,而α-螺旋和β-片层则散布于整个蛋白质中;三维结构建模预测FtF3H蛋白具有铁离子结合位点及2-O-酮戊二酸结合位点等F3H蛋白典型结构。     

马氏珠母贝STA RDL3基因的克隆与表达性分析

采用RACE技术克隆获得马氏珠母贝STARDL3基因c DNA全长序列(Pm-STARDL3);利用荧光定量技术检测Pm-STARDL3基因在各个组织中的表达量。结果表明,Pm-STARDL3基因c DNA序列全长3 655 bp,开放阅读框(ORF)长1 491 bp,编码496个氨基酸,5'非翻译区(5'UTR)长110 bp,3'UTR长2 054 bp。PmSTARDL3氨基酸序列同源比对分析显示与华贵类栉孔扇贝(Mimachlamys nobilis)STARDL3的序列的相似度最高。SMART软件分析得出,Pm-STARDL3有STARD类蛋白特有的结构域。荧光定量PCR检测结果表明Pm-STARDL3在肝胰腺中表达量最高,其后依次是外套膜、鳃与闭壳肌,各组织的表达量差异具统计学意义(p0.05)。     

采用RACE技术获得全长人新基因MAGE-D1

 c DNA末端快速扩增 (RACE)技术是快速获得新基因 5′和 3′端未知序列的有效手段 .鉴于新报导的人肿瘤基因 MAGE家族成员之一 MAGE- D1的 c DNA序列不完全 ,从而拟用 RACE技术获得 MAGE- D1的全长 c DNA序列 .结果显示 ,MAGE- D1的 c DNA全长为 2 80 0个碱基 ,编码778个氨基酸 .同时对 RACE技术应用时的一些关键问题进行了讨论 .     

油茶脂酰辅酶A脱氢酶基因的克隆与表达分析

以国审油茶(Camellia oleifera)良种‘华硕’种子为材料,在已构建的转录组和表达谱数据库基础之上,采用RACE技术,克隆获得油茶脂酰辅酶A脱氢酶基因的全长c DNA序列,命名为Co ACAD(基因登录号KJ910338)。该基因c DNA全长为2702 bp,含有2487 bp的开放读码框,编码828个氨基酸,分子量为92.4113 k D,理论等电点p I为8.47,具有2个比较明显的跨膜区和酪氨酸蛋白激酶活性位点LVHGDFRIDNLVF,存在5个亚结构域;在Co ACAD基因c DNA全长序列的基础上构建表达载体,其中原核表达载体在宿主细胞BL21(DE3)中成功诱导表达,获得表观分子量约为93 k D的目的蛋白;实时荧光定量PCR分析表明,Co ACAD基因在果实膨大期和成熟期上调表达,预示着Co ACAD基因可能在种子发育过程中参与能量供应过程的调控。     

马氏珠母贝组蛋白H3基因的克隆与表达特性分析

组蛋白H3是组成核小体的基本组分之一。研究表明,组蛋白不仅参与染色质的组装,也可以通过调节基因表达参与调控细胞分裂、凋亡、DNA修复等细胞生命过程。为了探究马氏珠母贝组蛋白H3(Pinctada martensii histone H3,Pm H3)的序列及表达特征,本文运用c DNA末端快速扩增(RACE)技术克隆得到Pm H3的c DNA全长序列,并且应用实时荧光定量PCR技术对Pm H3基因在马氏珠母贝不同组织中的表达进行检测。结果显示,Pm H3基因序列全长627 bp,其中开放阅读框(ORF)为411 bp,编码136个氨基酸,5'UTR为42 bp,3'UTR为174 bp,包含26 bp的poly A。预测其相对分子量为15 388.0 Da,理论等电点为11.27,不稳定系数为47.19,疏水性水平-0.604。多序列比对结果表明H3基因极为保守,在各物种间的相似度达到99%~100%。SMART软件分析发现Pm H3具有一个典型的H3结构域。荧光定量PCR数据结果显示,Pm H3基因在马氏珠母贝外套膜边缘区、外套膜中央区、鳃、血细胞、闭壳肌、足、性腺、肝胰腺八种组织中均有表达,其中在性腺中表达量最高。本研究可为进一步探讨Pm H3基因在贝类中的生物学特性以及组蛋白修饰提供理论依据。     

大眼长蝽卵黄原蛋白基因克隆、序列分析及表达研究

旨在为研究大眼长蝽(Geoco ris pallidipennis)卵黄原蛋白(Vitellogenin,Vg)分子特性及其基因生理功能。利用RT-PCR、RACE及ELISA方法对大眼长蝽Vg基因进行克隆、序列分析和表达研究。该基因c DNA全长5 667 bp(Gen Bank登录号:KP688587),编码1 848个氨基酸残基,N-末端的前19个氨基酸为信号肽。氨基酸序列中有两个保守的多聚丝氨酸区域和RXXR酶切位点,接近C-末端有GLAG基序,其后有5个保守的半胱氨酸残基,DGYR基序位于GLAG上游18个氨基酸残基处。该基因编码氨基酸序列与其它半翅目昆虫Vg氨基酸序列相似度较高,氨基酸序列分析显示它有Vg的典型特征,表明克隆的c DNA序列是大眼长蝽的Vg基因序列。ELISA检测发现随着发育时间的延长,卵黄原蛋白表达量逐渐增加,羽化后22 d达到高峰,随后开始下降,结果表明大眼长蝽雌虫卵黄原蛋白的表达量与大眼长蝽产卵量紧密相关。     

蝴蝶兰全长cDNA文库构建及F3′H基因克隆

以红色蝴蝶兰为材料,利用SMARTer技术构建蝴蝶兰全长cDNA文库,分析从文库中获得的EST序列,获得蝴蝶兰类黄酮3′羟化酶基因（PhF3′H）的全长,并对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR方法,研究PhF3′H基因在红色蝴蝶兰和黄色蝴蝶兰花瓣中的表达情况。结果表明:（1）从构建的蝴蝶兰文库中随机挑选24个单克隆进行测序,结果显示均含有插入片段,重组率为100.0%,其中扩增片段长度在750bp以上的克隆有22个,占91.7%。（2）获得的PhF3′H基因编码的氨基酸序列与大丽花（Dahlia pinnata,ADB₇7826.1）、毛油点草（Tricyrtis hirta,BAH₂2519.1）等多种观赏植物F3′H编码的氨基酸序列均具有较高的一致性。（3）实时荧光定量PCR检测结果显示,PhF3′H在红色蝴蝶兰中的表达量大约是黄色蝴蝶兰的19倍,说明该基因对蝴蝶兰花青素苷的积累有重要影响。该研究结果为蝴蝶兰新基因的挖掘及花色育种奠定了理论基础。     

血红密孔菌(Pycnoporussanguineus)漆酶基因的克隆与序列分析

为克隆血红密孔菌 (Pycnoporussanguineus)漆酶基因 ,根据真菌漆酶氨基酸序列保守区设计了 1对简并引物 .以血红密孔菌基因组DNA为模板 ,PCR扩增出长 12 2 7bp的漆酶基因片段 .以此序列为基础 ,通过 5′及 3′RACE技术克隆出漆酶全长cDNA序列 ,序列长为 190 2bp ,其 5′端和 3′端非编码区长分别为 5 1bp和 2 97bp ,开放阅读框长 15 5 4bp ,编码 5 18个氨基酸的蛋白 .该蛋白具有 4个铜离子结合区域 ,预测其相对分子量为 5 6 313 2 ,等电点为 5 5 9,其氨基酸序列与Pycnoporuscinnabarinus漆酶 (lcc3 2 )的同源性最高 ,为 96 % .以该cDNA编码区的两端序列为引物 ,PCR扩增得到漆酶的长度为 2 15 4bp的全长DNA序列 ,序列中包括 10个内含子序列 ,长为 5 2～ 70bp     

石榴果肉PgF3′5′H基因克隆及不同温度处理下的表达分析

为探讨不同温度处理对采后石榴果肉花青苷含量的影响及花青苷合成相关基因(F3′5′H)在石榴果肉花青苷生物合成途径中的作用,该研究以"玉石籽"石榴为试材,于不同温度(0℃、5℃、10℃、15℃)处理下测定石榴果肉花青苷含量,同时利用RACE技术克隆了石榴果肉花青苷合成相关基因,命名为PgF3′5′H,GenBank登录号为KU058892;并利用RT-PCR技术分析PgF3′5′H基因在不同贮期温度下石榴果肉中的表达特性。结果表明:(1)不同温度处理下,石榴果肉花青苷含量随着贮藏时间(0~56d)的增长呈上升趋势;在整个贮藏过程中,15℃条件下,花青苷含量最高,10℃次之,5℃和0℃则处于较低水平;15℃时花青苷含量在14d后表现不稳定。(2)PgF3′5′H基因全长cDNA为1 199bp,开放阅读框918bp,编码305个氨基酸,在N端36~39处含有细胞色素P450家族基因的特征保守氨基酸序列(CYP基序"PPGP");生物信息学分析表明,该基因编码的氨基酸序列与巨桉的EgF3′5′H2、麻风树的JcF3′5′H2和荷花的NnF3′5′H2氨基酸序列一致性分别高达86%、82%和81%。(3)在0℃、5℃、10℃处理条件下,石榴果肉PgF3′5′H基因表达量随着贮藏时间(0~56d)的延长均呈上升趋势,15℃处理下,石榴果肉PgF3′5′H基因表达量不稳定;石榴果肉PgF3′5′H基因表达与花青苷含量呈显著正相关关系。研究结果为深入探讨采后石榴果肉花青苷的含量变化奠定了基础。     

马氏珠母贝载脂蛋白基因Pm-APOL3克隆、表达量与类胡萝卜素含量相关分析

Apolipoprotein L3(APOL3)是新发现的一种高密度脂蛋白,属于载脂蛋白L基因家族的成员之一,具有运载脂类物质进行生化代谢的功能。本研究利用c DNA末端快速扩增技术获得了马氏珠母贝APOL3基因(Pm-APOL3)c DNA全长序列,分析其序列及功能特征,检测Pm-APOL3基因在不同组织的表达,并分析了金黄壳色群体与养殖群体类胡萝卜素含量与Pm-APOL3基因表达量的相关性。结果表示,Pm-APOL3基因c DNA全长874 bp,开放阅读框(ORF)为357 bp,编码118个氨基酸,包含475 bp的5'UTR,42 bp的3'UTR,相对分子量为12.795 5 ku,等电点为4.71。该蛋白质的不稳定指数为34.09,属于稳定蛋白质,疏水性分析表明其亲水性平均系数为0.74,属疏水蛋白,信号肽预测结果表示其不含信号肽,为非分泌蛋白。荧光定量PCR分析表明Pm-APOL3基因在鳃、外套膜、闭壳肌与肝胰脏均有表达,其中肝胰脏表达量显著大于其它三个组织(p0.05)。金黄壳色群体类胡萝卜素含量与Pm-APOL3基因表达量均显著大于养殖群体(p0.05)。本研究结果表明Pm-APOL3是参与马氏珠母贝类胡萝卜素代谢重要基因。     

枸杞WRKY_3基因克隆及组织表达分析

以枸杞为材料,采用PCR及RACE方法,克隆了枸杞WRKY转录因子基因cDNA序列,命名为Lb WRKY3,GenBank登录号为KX196192。在生物信息学分析的基础上,进行亚细胞定位、基因表达分析。结果显示:(1)Lb WRKY3开放阅读框ORF长度为1 068bp,编码356个氨基酸。(2)生物信息学分析显示,Lb WRKY3编码蛋白具有一个WRKY结构域,二级结构中不规则卷曲结构所占比例最大(58.67%),延伸链结构次之(18.88%),α螺旋比例为15.82%,β转角最少,仅为6.63%;Lb WRKY3蛋白与案头菊WRKY蛋白、黄花蒿WRKY蛋白相似性较高。(3)亚细胞定位显示,Lb WRKY3蛋白定位于细胞核。(4)实时定量PCR分析表明,Lb WRKY3在根中表达量最高,在花中表达量最低;在枸杞果实发育过程中Lb WRKY3均有表达,表达量随果实成熟逐渐升高,并于35d达到峰值;Lb WRKY3基因在果实中的表达具有组织特异性表达特性(果肉果皮种子)。研究表明,Lb WRKY3基因参与了枸杞果实生长发育调控。     

尾叶桉GLU4无性系F5H基因的克隆表达及序列分析

[目的]克隆尾叶桉(Eucalyptus urophylla)GLU4中F5H基因全长,并对其进行序列和表达模式分析。[方法]根据NCBI公布的F5H基因保守序列设计引物,以尾叶桉GLU4茎部组织为试验材料克隆其g DNA和c DNA片段,利用荧光定量PCR分析其在植株不同组织中的表达模式。[结果]该基因g DNA长2 358 bp,c DNA长1 610 bp,含有2个外显子、1个内含子。开放阅读框编码529个氨基酸,Eu F5H编码的蛋白为一个带负电荷、存在跨膜结构、定位在内质网起始分泌途径中的蛋白质,二级结构包含典型的的α-螺旋和β-折叠,根据三级结构推测其可能具有羟化酶活性。Eu F5H蛋白与蓝桉亲缘关系较近,Eu F5H在不同组织中表达水平差异显著,其中半木质化茎中表达水平相对最高。[结论]成功获得了尾叶桉GLU4木质素合成酶基因F5H的全长序列。     

桔小实蝇超氧化物歧化酶基因SOD3的克隆及表达分析

采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增c DNA末端(RACE)技术克隆桔小实蝇SOD3基因,并命名为Bdor SOD3。Bdor SOD3阅读框全长531 bp,编码176个氨基酸,第1-20位氨基酸为其信号肽区域;该蛋白序列与桔小实蝇的另外一种SOD蛋白AGE89778.1序列的一致性最高,达98.7%;采用Swiss-model在线软件模拟构建Bdor SOD3蛋白的三维结构;采用半定量PCR方法,研究Bdor SOD3基因大肠杆菌诱导后的表达情况,结果表明,Bdor SOD3在处理与对照的24 h、48 h都有表达,但Bdor SOD3在处理后48 h表达量明显升高,结果暗示Bdor SOD3与桔小实蝇蛹对大肠杆菌的免疫机制有关。     

苜蓿夜蛾保幼激素酯酶cDNA的克隆、序列分析及表达研究

【目的】研究苜蓿夜蛾Heliothis viriplaca保幼激素酯酶(Juvenile hormone esterase,JHE)的功能和作用机理。【方法】本试验提取苜蓿夜蛾的总RNA,并利用RT-PCR和RACE技术,扩增得到苜蓿夜蛾保幼激素酯酶基因的全长c DNA序列,命名为Hvjhe(Gen Bank登录号:JQ901384)。【结果】该基因含有3 106 bp,包括一个1 746 bp的开放阅读框,编码一个含581个氨基酸的多肽,分子量约为63.9 ku,多肽的等电点为5.11,且氨基酸序列具含有5个保幼激素酯酶特有的氨基酸保守模块。推导的氨基酸序列与烟芽夜蛾Heliothis virescens和棉铃虫Helicoverpa armigera中获得的保幼激素酯酶相似性较高,分别达到83%和82%。荧光定量PCR结果表明,该基因在苜蓿夜蛾不同发育时期和不同组织中都有m RNA水平的特异性表达,且在预蛹期表达量相对较高,取食期、蛹期期和成虫期表达量相对较低;在中肠和脂肪体内的表达量相对于其它组织较高。该基因在大肠杆菌Escherich coli表达系统中进行了诱导表达,经SDS-PAGE和Western blot检测结果表明,表达出与预测的蛋白分子量相符的融合蛋白。【结论】研究结果表明本试验获得了苜蓿夜蛾中一个新的保幼激素酯酶基因的c DNA序列。